Branche
Material
Die Herausforderung
Verbesserung der Automatisierungsprozesse durch neue Möglichkeiten zur Fertigung kundenindividueller Roboterarmgreifer und eines Masterteil-Behälters.
Technologie
Ergebnisse
Durch den Austausch seiner Werkzeugbestückung durch mit HP MJF 3D-gedruckte Teile erzielte CNC Würfel eine zeit- und kosteneffizientere Produktion.
HERAUSFORDERUNG
3D-Druck löst frühere Probleme bei der Produktion von Greifern
CNC Würfel ist spezialisiert auf die Automatisierung und Optimierung von Fertigungsprozessen für Branchen wie die Automobilindustrie und die Medizintechnik.
CNC Würfel begann im Jahr 2017 mit dem 3D-Druck und druckte Komponenten, die ursprünglich mithilfe eines Fräsers oder einer Drehmaschine produziert wurden – Prozesse, die zu langen Durchlaufzeiten in der Produktion führten. Durch den 3D-Druck dieser Teile konnte das Unternehmen seine Produktionszeiten verkürzen und war in der Lage, Prototypen zu drucken, mit denen der Systembetrieb getestet wurde.
CNC Würfel wollte seinen Greiferadapter schneller produzieren können. Dieses Teil nimmt Gegenstände von Förderbändern auf und benötigt verschiedene Komponenten und Greifsysteme.
Bei herkömmlichen Fertigungsprozessen betrugen die Durchlaufzeiten 8 bis 10 Wochen. CNC Würfel entwickelte drei neue Paare von Greiffingern an der Vorderseite des Roboters, damit dieser mehrere Gegenstände gleichzeitig greifen konnte.
Die Produktion eines Greiferadapters mit einem Fräser oder einer Drehmaschine erfordert umfangreiches Know-how und wirft Fragen bezüglich der Konstruktion für das Fräsen, der Fähigkeit des Teils, den CNC-Prozess zu überstehen, und der Vermeidung von Brüchen oder Rissen bei der Positionierung der äußeren Leitungen auf.
Zusätzlich musste CNC Würfel ein Masterteil in das System integrieren, das die Durchführung von Inspektionen ermöglicht, oder eines entwickeln, das sich integrierten lässt und Inspektionen automatisch durchführt. Dieses Teil muss sowohl Einflüssen durch den Menschen als auch witterungsbedingten äußeren Einflüssen standhalten können.
„Es gibt immer mehr Bereiche und Einsatzmöglichkeiten für den 3D-Druck. Die Möglichkeiten für Unternehmen und Verbraucher sind schier endlos.“
Oliver Würfel, Geschäftsführer, CNC-Automation Würfel
LÖSUNG
Entwicklung eines 3D-gedruckten Greifers und kundenindividueller Endteile
CNC Würfel entschied sich für die Produktion eines 3D-gedruckten Greiferadapters, um eine schnellere und unkompliziertere Fertigung zu erzielen.
„Letztlich lief es auf drei Modelle hinaus, von rund bis eckig“, sagte Lars Weiß, Verantwortlicher für 3D-Druck und Vertrieb bei CNC-Automation Würfel.
„Dies wird auf das Endprodukt angewendet, das jetzt in drei unserer Automatisierungssysteme eingesetzt wird. Dieser 3D-gedruckte Greiferadapter sieht aus wie ein aufgesetztes Kastenteil mit Schraubverbindungen, Öffnungen für pneumatische Anschlüsse und Abblaseventilen. Das Design ist dabei so flexibel, dass wir es mit Fräsen sicherlich nicht hätten herstellen können.“
Bei seinem Masterteil-Behälter dachte CNC Würfel an einen Kasten aus Metall, Edelstahl oder einem anderen witterungsbeständigen Material, in den das gesamte Teil passen würde.
Der Metallkasten musste dann gebogen, zugeschnitten, geschweißt und auf eine Weise zusammengesetzt werden, dass sie die darin befindlichen Teile schützten. Allerdings würden Entwicklung und Produktion zu Kosten von etwa 4.500 € (5.176 US-Dollar) pro Behälter führen.
Stattdessen wurde das Design für den 3D-Druck angepasst, indem ein hochwertiges Bild des Masterteil-Behälters erstellt wurde, der letztendlich aus vier Teilen bestand: Abdeckung, Sockel und zwei Halterungen zum Befestigen.
ERGEBNISSE
Zeit- und kosteneffiziente Produktion von Greifern im 3D‑Druck
Die Produktion des 3D-gedruckten Greiferadapters von der Entwicklung bis hin zur fertigen Komponente dauerte früher 8 bis 10 Wochen. Dank HP MJF Technologie konnte die Produktionszeit um etwa 2 Monate auf nur 2 Tage verkürzt werden.
Dank der HP MJF lagen die Entwicklungskosten des 3D-gedruckten Greiferadapters zwischen 1.500 und 2.000 € (1.725 und 2.300 US-Dollar), die Kosten für den 3D-Druck bei 200 € (230 US-Dollar). Im Vergleich zu den bis zu 3-mal höheren Kosten früherer Methoden konnte CNC Würfel Kosteneinsparungen von etwa 66 % erzielen.
Der Masterteil-Behälter wurde innerhalb von 3 Tagen 3D-gedruckt und gekühlt und anschließend innerhalb von 3 Tagen angebracht. Somit belief sich die Produktionszeit auf knapp eine Woche. Frühere Methoden hätten 8 bis 10 Wochen in Anspruch genommen – das bedeutet eine Zeitersparnis von 2 Monaten.
Mit herkömmlichen Fertigungsverfahren hätten die Kosten bei 4.500 € (5.176 US-Dollar) gelegen. Mit HP MJF kostet das 3D-gedruckte Teil 150 € bis 250 € (172 bis 287 US-Dollar) (Entwicklung ausgenommen) – eine Kosteneinsparung von 95 %. Auch das Gewicht des Masterteil-Behälters konnte um 84 % reduziert werden.
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- Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von CNC-AUTOMATION WÜRFEL
- HP Jet Fusion 3D-Drucklösungen mit HP 3D High Reusability PA 12 bieten eine bis zu 80%ige Wiederverwendbarkeit von überschüssigem Pulver und produzieren Charge für Charge funktionsfähige Teile. Zum Prüfen wird das Material einem Alterungsprozess unter realen Druckbedingungen unterzogen und das Pulver über Generationen hinweg verfolgt (Extremfall der Wiederverwendbarkeit). Aus jeder Generation werden dann Teile hergestellt und auf mechanische Eigenschaften und Genauigkeit geprüft.